Vinna með skrár
Verkefnasafn
Þessi kafli hefur tilheyrandi verkefnasafn á fylgiþjóninum. Til að sækja það og byrja að leysa verkefnin geturðu keyrt skipunina:
fetch working-with-files
Í Linux eru skrár ekki bara geymsla fyrir texta. Eins og við ræddum í hlutanum um skráakerfið, þá lítur kerfið á nánast allt sem skrá. Í þessum hluta ætlum við að skoða hvernig við lesum, greinum, breytum og pökkum skrám í skeljaglugganum.
Öll dæmin í þessum kafla gera ráð fyrir að þú sért inni í æfingamöppunni ~/examples. Byrjaðu á því að tryggja að þú sért á réttum stað:
cd ~/examples
Innihald skráa
Oft viljum við bara sjá hvað er inni í skrá án þess að opna ritil (e. editor). Nokkrar skipanir eru í boði sem bjóða upp á leiðir til að skoða innihald skráa.
cat
Skipunin cat (stytting á concatenate) skrifar einfaldlega allt innihald skrárinnar beint á skjáinn, en með því að keyra
cat skjal.txt
cat skjal1.txt skjal2.txt
head og tail
Helsti ókostur cat er að ef skráin er mjög stór getur reynst erfitt að sigta í gegnum gríðarlegt magn af texta sem skrifast á skjáinn og einnig getur það tekið langan tíma. Skipanirnar head og tail bjóða okkur upp á að glugga í skrár, en þær skrifa ýmist fyrstu eða síðustu línur skráarinnar á skjáinn. Sjálfgefinn fjöldi lína er 10, en hægt er að stilla þann fjölda með stillingunni -n líkt og sést þegar við keyrum
head skjal.txt # skrifar út fyrstu 10 línurnar í skjal.txt
tail skjal.txt # skrifar út síðustu 10 línurnar í skjal.txt
head -n 5 skjal.txt # skrifar út fyrstu 5 línurnar í skjal.txt
tail -n 20 skjal.txt # skrifar út síðustu 20 línurnar í skjal.txt
Annálar
Mörg Linux forrit skrá annála (e. logs) sína í skrár, línu fyrir línu. Í möppunni logs má t.d. sjá dæmi um hvernig vefþjónar skrá annála sína. Ef fylgjast þarf með annálum í rauntíma er hægt að notast við stillinguna -f á tail, en hún gerir það að verkum að tail heldur áfram að fylgjast með skránni og ef ný lína bætist við skrána, þá er hún skrifuð út jafnóðum og henni er bætt við.
Í logs/ er skrifta sem líkir eftir forriti sem skrifar annála í skrá.
Með því að keyra skipunina
./stream.sh
logs og í kjölfarið
tail -f live.log
tail -f hættir ekki sjálfkrafa. Til að hætta keyrslu þarf að nota Ctrl+C.
Fram og aftur
Skipunin til að skrifa innihald skráa út í öfugri röð heitir tac. Nafnið á skipuninni er einfaldlega cat aftur á bak, og sjáum við því að Linux er ekki hafið yfir orðagrín!
Síðuflettar
Ef þörf er á að skoða allt innihald skráa er cat nothæft að einhverju leyti, en frekar óhentugt. Allt innihaldið er, vissulega, skrifað út í skelina og í flestum skeljum er hægt að skruna fram og til baka. Það er því möguleiki að skoða stærri skrár þannig. Aftur á móti eru flestar skeljar með takmörk á hversu langt aftur þær geyma það sem skrifað er út. Þannig er ekki hægt að nota þessa aðferð til að nota mjög stórar skrár, í því tilfelli munum við bara sjá öftustu línur skráarinnar.
Síðuflettar eru forrit sem hönnuð eru til að skoða skrár, óháð lengd. Ýmsir síðuflettar eru í boði en langalgengastur er less, en með skipuninni
less löng_skrá.txt
- Space: fara niður um síðu.
- B: fara upp um síðu.
- G: fara efst.
- Shift+G: fara neðst.
- /
leitarorð: leita í skránni. - N: næsta niðurstaða.
- Shift+N: fyrri niðurstaða.
- Q: hætta.
Vissir þú?
Síðuflettirinn less var búinn til sem arftaki síðuflettisins more. Nafnið er orðaleikur á setningunni „less is more“. Í þessu tilviki er less bókstaflega meira en more, því í honum er bæði hægt að fletta fram og til baka.
Prófaðu: cat, head, tail og less
Skoðaðu stutta og langa textaskrá í æfingagögnunum.
Lausn
cat welcome.txt
head notes/long_story.txt
tail notes/long_story.txt
less notes/long_story.txt
Inni í less geturðu prófað /Tíunda til að leita og síðan q til að hætta.
Mælingar
Skrár
Skipunin wc (stytting á word count) er notuð til að gefa yfirsýn yfir innihald skráa, þar á meðal fjölda lína, orða og bæta. Ólíkt því sem nafnið bendir til telur hún ekki bara orð. Ef hún er keyrð án nokkurra stillinga gefur hún okkur fjölda lína, orða og bæta í skránni. Ef við viljum eingöngu fá að sjá línufjölda, orðafjölda eða bætafjölda getum við notað -l, -w eða -c fánana, en með því að keyra
cd data
wc paragraphs.txt # línur, orð og bæti
wc -l paragraphs.txt # bara línufjöldi
wc -w paragraphs.txt # bara orðafjöldi
wc -c paragraphs.txt # fjöldi bæta
cd ..
Ef frálagið úr fyrstu skipuninni hér að ofan er skoðað, sjáum við eitthvað í líkingu við
4 36 257 paragraphs.txt
sem þýðir að skráin inniheldur 4 línur, 36 orð og er 257 bæti í heildina.
Prófaðu: telja línur
Hversu margar línur eru í data/names.txt?
Lausn
wc -l data/names.txt
Möppur
Við höfum þegar séð að við getum fundið stærð skráa með ls (sjá kaflann um ls), en við munum að sú skipun hentar ekki til að finna stærð mappa. Skipunin du (stytting á disk usage) reiknar og tekur saman hversu mikið pláss möppur og skrár taka á disknum. Ef hún er keyrð án stillinga sýnir hún stærð núverandi möppu og allra undirmappa. Til að fá stærðir á lesanlegra formi en fjölda bæta getum við notað stillinguna -h eða --human-readable. Til að fá eingöngu stærðina á núverandi möppu, eða þeirri möppu sem gefin er upp sem viðfang, er hægt að nota -s eða --summarize, en með skipununum
du # Sýnir stærð vinnumöppu og allra undirmappa
du -sh # Sýnir stærð vinnumöppu í læsilegra formi
du -s search # Sýnir stærð möppunnar search í bætum
Tegundir skráa
Í Windows skipta endingar miklu máli, t.d. .exe, .jpg og .txt og eru þær notaðar til að greina á milli skráategunda. Til dæmis er .exe keyrsluskrá, .jpg er mynd, o.s.frv. Skráaendingar ákvarða hvaða forrit eru notuð til að opna skrár, og margt fleira.
Það er vissulega hefð fyrir skráaendingum í Linux líka, en þar eru gögnin sjálf einnig skoðuð til að ákvarða innihald skráa. Margar skráargerðir byrja á ákveðnum bætum sem kallast skráarauðkenni (e. file signature eða magic number) sem auðkenna innihaldið.
Skipunin file (stytting á file) les fyrstu bæti skráa og ákvarðar, út frá þekktum mynstrum og skráarauðkennum, tegund skráarinnar. Það ber að hafa í huga að file er ekki fullkomin leið til að ákvarða innihald skráa og skipunin getur haft rangt fyrir sér, enda ekki neinn formlegur staðall sem greinir tegund skráa, heldur hefðir og venjur.
Inni í möppunni file-types eru dæmi um ýmsar tegundir skráa en með því að nota file skipunina og keyra
file archive.zip
file ascii.txt
file tiny.png
tiny.png: PNG image data, 1 x 1, 8-bit gray+alpha, non-interlaced
Texti og tvíundagögn
Þegar öllu er á botninn hvolft eru allar skrár runur af bætum. Það eina sem skilur að skrá sem geymir ljósmynd og skrá sem geymir Word skjal er hvernig þessi bæti eru túlkuð. Algengt er að skipta skrám í tvo flokka.
- Textaskrár: Skrár sem innihalda aðeins bæti sem túlka má sem kóðuð rittákn samkvæmt stöðlum eins og ASCII eða UTF-8.
- Tvíundaskrár: Gögn sem eru ekki læsilegur texti, t.d. myndir, hljóð, gagnasöfn eða keyranleg forrit. Hlutar þessara skráa geta þó innihaldið kóðaðan texta.
Þegar skelin fer að tala tungum
Ef þú keyrir cat á tvíundaskrá getur skeljaglugginn farið að sýna skrýtin tákn, breyta litum og jafnvel gefið frá sér hljóð. Það kemur reglulega fyrir að tvíundaskrár innihaldi ákveðin bæti sem skeljaglugginn túlkar sem svokölluð stjórntákn (e. control characters). Í stað þess að sýna þau sem texta eða bæti, túlkar skeljaglugginn þessi bæti sem ákveðnar stillingar eins og á lit, birtingu texta og ýmsu öðru. Þú ert því alls ekki að „skemma skelina“ á nokkurn hátt.
Til að koma skeljaglugganum aftur í eðlilegt horf getum við keyrt skipunina
reset
reset í blindni og ýta á Enter til að endurstilla skeljagluggann.
Þess vegna er mun betra að nota sérsniðin tól til að skoða tvíundaskrár, í stað þess að skrifa þær beint á skjáinn með cat.
Að finna læsilegan texta
Margir staðlar gagna sem geymd eru í tvíundaskrám innihalda, að hluta til, kóðaðan texta. Skipunin strings er hönnuð til að leita að slíkum texta innan tvíundaskráa og skrifa þá út. Inni í ~/examples/file-types gefur skipunin
strings hello-elf
alla textabúta sem finna má inni í skránni hello-elf, jafnvel þótt skráin sjálf sé í raun ekki textaskrá heldur keyranlegt forrit.
Sextándakerfiskóðun
Þegar við þurfum að rýna beint í hráu bætin inni í tvíundaskrám er algengt að skoða þau í sextándakerfinu. Forritin hexdump og xxd má nota til að gera það. Hexdump er oft notað með stillingunni -C eða --canonical, sem sýnir ASCII gildi samhliða bætunum, en sú stilling er sjálfgefin með xxd. Þannig getum við séð hrá bæti í skránni tiny.png á eftirfarandi máta.
hexdump -C tiny.png
xxd tiny.png
Prófaðu: hrá bæti
Skoðaðu sömu tvíundaskrá með því að nýta skipanirnar strings, hexdump og xxd.
Lausn
Til þess að bera saman mismunandi sjónarhorn á hráu gögnunum í skránni getum við keyrt skipanirnar
strings binary/small.bin
hexdump -C binary/small.bin
xxd binary/small.bin
Base64
Skipunin base64 gerir okkur kleift að kóða eða afkóða Base64. Án stillinga kóðar skipunin gögnin sem henni eru gefin en með stillingunni -d, eða --decode, eru gögnin afkóðuð. Inni í ~/examples/binary getum við kóðað innihald small.bin með
base64 small.bin
message.b64
base64 -d message.b64
Prófaðu: afkóða skilaboð
Skráin binary/message.b64 geymir Base64-kóðaðan texta og markmið okkar er að komast að því hvaða skilaboð leynast þar inni.
Lausn
Við getum afkóðað og lesið innihald skráarinnar með því að keyra
base64 -d binary/message.b64
Að bera saman skrár
Reglulega kemur upp sú staða að við viljum bera saman innihald tveggja skráa. Ýmsar skipanir eru í boði fyrir það en algengustu eru diff og cmp. Skipunin diff (stytting á difference) er notuð til að bera saman innihald tveggja textaskráa línu fyrir línu. Inni í ~/examples/compare getum við prófað að keyra
diff text-original.txt text-edited.txt
Skipunin diff sýnir okkur allan mun á milli þessara tveggja skráa, þar sem línur sem byrja á < tilheyra fyrri skránni en þær sem byrja á > sýna texta úr þeirri síðari. Dæmi um frálag frá diff gæti verið
2c2
< Line 2: this line will be edited
---
> Line 2: this line has been edited
4d3
< Line 4: this line will be deleted
6d4
< Line 6: this line will be removed
7a6
> Line 8: this line is new
Þetta kann að líta einkennilega út, en í raun er þetta mjög hnitmiðuð framsetning á breytingunum. Bókstafirnir í upphafi hvers hluta tákna aðgerðina sem átti sér stað: c (e. change) þýðir að línu var breytt, d (e. delete) stendur fyrir eyðingu og a (e. add) táknar að nýrri línu var bætt við. Tölurnar sitthvoru megin við stafina vísa svo í línunúmerin í upprunalegu og breyttu skránni. Til dæmis þýðir 4d3 að línu 4 í fyrri skránni hafi verið eytt og að skrárnar séu í takti aftur frá línu 3 í þeirri seinni.
Á meðan tilgangur diff er að sýna okkur allar breytingar sem gerðar hafa verið á textaskrám, er tilgangur cmp (stytting á compare) aðallega að kanna hvort tvær skrár séu eins. Skipunin ber skrárnar saman bæti fyrir bæti og, ef þær eru ekki eins, skilar okkur fyrsta bætinu sem ekki er eins á milli skránna. Í ~/examples/compare getum við skoðað muninn á tveim tvíundaskrám með
cmp binary-original.bin binary-edited.bin
Báðar skipanirnar aðhyllast þá hefð að engar fréttir séu góðar fréttir. Þannig að ef skrár eru eins skrifas skipanirnar ekkert út, eins og sjá má á skránum sem byrja á identical í compare möppunni
diff identical-a.txt identical-b.txt
cmp identical-a.txt identical-b.txt
Prófaðu: bera saman afrit
Prófaðu að búa til nýtt afrit af notes/todo.txt, gera á því minniháttar breytingar og bera svo skrárnar saman.
Lausn
Til þess að sjá muninn á upprunalegu skránni og breyttu afriti getum við fylgt ferlinu
cp notes/todo.txt playground/todo-afrit.txt
echo "læra diff" >> playground/todo-afrit.txt
diff notes/todo.txt playground/todo-afrit.txt
Sjónrænni samanburður með vimdiff
Þó að diff sé frábært til að fá stutta samantekt á breytingum, þá getur stundum verið betra að sjá skjölin hlið við hlið þegar mikið er um breytingar. Til þess er hægt að nota skipunina vimdiff skjal1.txt skjal2.txt. Þetta er eitt af bestu myndrænu (e. visual) tólunum til að bera saman skrár í skelinni, en það krefst grunnþekkingar á ritlinum vim. Ef þú keyrir þessa skipun óvart og vilt hætta strax geturðu ýtt á Esc, slegið inn :qa! (lokar öllum skrám án þess að vista) og ýtt á Enter.
Kippur og þjöppun
Stundum er þörf á því að pakka möppum eða mörgum skrám saman í eina skrá. Slíkar skrár kallast kippuskrár (e. archives) og eru ýmsar aðferðir eða staðlar í boði til að gera slíkt. Sumir þessara staðla bjóða einnig upp á að þjappa (e. compress) skránum í leiðinni. Slíkar aðferðir finna endurtekin mynstur í gögnunum og nota þau til að minnka stærð skráarinnar, án þess að tapa neinum upplýsingum.
tar
Eitt elsta forritið sem hannað var til að smíða kippuskrár er tar. Með stillingunni -c, eða --create, er hægt að búa til nýja kippuskrá. Nafn kippuskráarinnar er þá gefið upp með stillingunni -f, eða --file, en skrárnar og möppurnar sem á að bæta við í kippuskrána eru svo gefnar sem viðföng á eftir. Inni í ~/examples getum við prófað að keyra
tar -cf prufa.tar notes/ README.md
Til að rýna í innihald skráar má nota stillinguna -t eða --list. Þannig getum við skoðað innihald skráarinnar sem við vorum að búa til með
tar -tf prufa.tar
Forritið tar býður einnig upp á þjöppun á gögnum með svokallaðri gzip-þjöppun. Til að aðskilja þjappaðar kippuskrár frá óþjöppuðum er hefð fyrir því að notast við endinguna .tar.gz fyrir þjappaðar skrár en .tar fyrir óþjappaðar. Stillingin -z, eða --gzip, gefur til kynna að skráin sé eða eigi að vera þjöppuð. Dæmið hér að ofan getum við gert að þjappaðri skrá með
tar -czf prufa.tar.gz notes/ README.md # búa til gzip-þjappaða kippuskrá
tar -tzf prufa.tar.gz # rýna í innihald þjappaðrar kippuskrár
Til að draga út (e. extract) gögnin úr tar skrá notum við stillinguna -x eða --extract.
mv prufa.tar prufa.tar.gz playground # Færum kippuskrárnar inn í playground möppuna
cd playground # Gerum playground að vinnumöppu
tar -xf prufa.tar # draga út
tar -xzf prufa.tar.gz # draga út þjappaða kippuskrá
Seinni tar skipunin virðist ekki hafa nein áhrif, en ástæðan er sú að nákvæmlega sömu gögn voru í þjöppuðu kippuskránni og þeirri óþjöppuðu.
ATH
Sjálfgefin stilling tar er að yfirskrifa skrár sem eru nú þegar til staðar, hafi þær sömu slóð og skrá í kippuskránni. Að draga úr kippuskrá getur þannig eytt eða skemmt gögn sem fyrir eru!
Hægt er að hafa áhrif á þessa hegðun tar með stillingum, t.d. -k, eða --keep-old-files, sem passar upp á að skrifa aldrei yfir eldri skrár.
Önnur góð leið til að forðast þetta vandamál er að draga kippuskrár ávallt út í nýja möppu. Hægt er að nota stillinguna -C sem segir tar að fara fyrst inn í ákveðna möppu og draga gögnin út þar.
mkdir output # Búum til möppu
tar -xzf prufa.tar.gz -C output # tar byrjar á því að heimsækja output
# möppuna og dregur svo út gögnin
Vissir þú?
Nafnið tar stendur fyrir tape archive. Forritið var upphaflega hannað til að vista skrár á segulbönd. Skipunin lifir enn góðu lífi, löngu eftir að segulbönd hurfu af skrifborðum flestra.
zip og unzip
Annar algengur staðall kippuskráa er ZIP. Þetta er algengasti kippuskráastaðallinn í Windows, en einnig mikið notaður í Linux og macOS. Í Linux notum við tvær skipanir þegar kemur að ZIP skrám, annars vegar zip til að búa þær til og hins vegar unzip til að draga þær út.
Fyrsta viðfang zip er nafn kippuskráarinnar sem á að búa til. Ef engin ending er gefin á nafn kippuskráarinnar er .zip sjálfkrafa bætt við. Afgangur viðfanganna eru svo þær skrár og möppur sem bæta á í kippuskrána. Til að bæta möppum og öllu þeirra innihaldi í kippuskrána þarf einnig að nota stillinguna -r, eða --recurse-paths. Inni í ~/examples getum við prófað að búa til ZIP skrá með sömu gögnum og hér að ofan.
zip -r prufa notes/ README.md # notes og README.md sett í prufa.zip
Til að skoða innihald ZIP skráa er notast við skipunina unzip. Með stillingunni -l er innihald ZIP skráarinnar skrifað út án þess að draga gögnin út.
unzip -l prufa.zip
Til að draga skrána út er nóg að kalla á unzip án stillinga.
unzip prufa.zip
En unzip býður einnig upp á að draga út innihald ZIP skráa í nýja möppu með stillingunni -d. Þannig mun
unzip -d zip-output prufa.zip
búa til möppuna zip-output, sé hún ekki til nú þegar, og draga innihald prufa.zip út í þá möppu.
Einn stór kostur við unzip er sá að þegar útdráttur á ZIP skrá myndi annars yfirskrifa núverandi skrár, þá spyr unzip okkur hvort við viljum yfirskrifa skrána eða ekki. Við gætum til dæmis séð skilaboð svipuð þessum.
Archive: prufa.zip
replace data/names.txt? [y]es, [n]o, [A]ll, [N]one, [r]ename:
Þarna fáum við val um hvort við viljum yfirskrifa (y), sleppa skránni (n), yfirskrifa þessa og allar aðrar skrár sem kunna að skarast á (A), eða endurnefna skrána (r).
Prófaðu: draga út kippuskrá
Prófaðu að afþjappa bæði tar.gz og zip kippuskrárnar sem við höfum undirbúið og komdu þeim fyrir á skipulagðan hátt inni í playground/ möppunni.
Lausn
Við getum stofnað viðeigandi undirmöppur og dregið innihaldið úr kippuskránum með því að keyra skipanirnar
mkdir -p playground/archive-test/tar playground/archive-test/zip
tar -xzf archives/source.tar.gz -C playground/archive-test/tar
unzip archives/source.zip -d playground/archive-test/zip
find playground/archive-test -type f
Vissir þú?
Margar skrár sem við vinnum með dags daglega eru í rauninni bara venjulegar ZIP-skrár í dulargervi. Til dæmis eru Word og Excel skjöl (.docx og .xlsx), Java forrit (.jar) og stafræn kort í símum (.pkpass) allt bara ZIP-skrár. Ef þú ert forvitin(n) geturðu alltaf notað unzip til að kanna innihald þessara skráa og skoðað hvernig þær eru uppbyggðar.
Ritlar
Þegar við þurfum að búa til nýjar, eða eiga við, textaskrár notumst við oftast við svokallaða textaritla (e. text editors). Margir slíkir ritlar eru í boði, en á fylgiþjóninum er uppsettur ritil sem heitir micro. Hann er sérstaklega hannaður til að vera einfaldur og þægilegur í notkun, sem hentar vel þegar við stígum okkar fyrstu skref í Linux.
Við getum opnað nýja eða núverandi skrá í micro með því að slá inn
micro skjal.txt
Ritlar í skelinni
Athugið að hér snertum við aðeins á svokölluðum skeljarritlum (e. terminal-based editors). Margir öflugir ritlar fyrir gluggakerfi eru í boði eins og Visual Studio Code.
micro
Það sem gerir micro svo þægilegan er að hann notar sömu flýtilykla (e. shortcuts) og við eigum að venjast úr mörgum öðrum forritum.
- Skrifa: Byrjaðu bara að slá inn texta.
- Vista: Ctrl+S.
- Hætta: Ctrl+Q.
- Leita: Ctrl+F.
- Klippa og líma: Ctrl+C (afrita), Ctrl+X (klippa) og Ctrl+V (líma).
- Afturkalla (undo): Ctrl+Z.
- Færa bendilinn: Up, Down, Left, Right
Prófaðu: búa til skrá með micro
Stofnaðu nýja og stutta dagbókarskrá inni í playground/ möppunni þinni.
Lausn
Við getum opnað ritilinn á nýju skránni með því að keyra skipunina
micro playground/dagbok.txt
cat playground/dagbok.txt
nano
Ef þú ert að vinna á nýuppsettu Linux kerfi eða innskráð(ur) á þjón hjá öðrum, gæti verið að micro sé ekki settur upp. Í nánast öllum Linux kerfum er hins vegar annar ritill sem heitir nano alltaf til staðar, og því gott að þekkja aðeins til hans.
Ef þú þarft að nota nano, geturðu opnað skrá með
nano skjal.txt
Hér eru helstu flýtilyklar í nano:
- Vista: Ctrl+O (svo Enter til að staðfesta nafn).
- Hætta: Ctrl+X.
- Leita: Ctrl+W.
Fyrir lengra komna
Þótt þú munir ábyggilega heyra mikið rætt um öfluga ritla á borð við vim eða emacs teljast micro og nano vera fullkomnir staðir til að stíga fyrstu skrefin. Ef þú lendir einhvern tímann fyrir slysni inni í vim og veist ekki hvernig á að sleppa út er hægt að ýta á Esc, slá inn :q! og ljúka með því að ýta á Enter.
Verkefni